Анализ неоднородностей электроэнерrетических систем - Войтов О.Н.
ISBN 5-02-031231-2
Скачать (прямая ссылка):
Чем сложнее исследуемая при эксплуатации или проектировании ЭЭС, тем труднее проблемы обоснованного выбора сценариев (возмущений в эксплуатации или возмущений, исходных схем и режимов в проектировании) для расчетных исследований. Между тем для обеспечения безопасного функционирования ЭЭС необходимо заблаговременно в условиях жестких временных ограничений оценить как можно большее число возможных ситуаций с целью выбора из них опасных и выработки мероприятий, которые бы предотвратили их или, по крайней мере, облегчили последствия и переход к нормальному функционированию.
Одним из путей снижения вычислительных затрат на проведение исследований динамической устойчивости ЭЭС является предварительная (до детальных расчетов) классификация, а также выбор представителей классов расчетных ситуаций, т.е. составление подъемного для детального исследования списка предположительно опасных сценариев. Далее описываются принципы автоматизированного выбора расчетных ситуаций, перекрывающих практически все опасные варианты, на основе выявления структурной неоднородности ЭЭС.
Конкретное возмущение как случайное явление непредсказуемо. Вместе с тем каждому возмущению соответствует единственная реакция системы, которая может быть описана кривыми переходного процесса (кривыми движения роторов генераторов). Взаимное движение каждой пары генераторов, характеризующееся взаимным расположением на плоскости соответствующих им кривых, может быть когерентным (т.е., по сути, отсутствие взаимного движения), сходящимся, расходящимся или колебательным.
6.1. ВЫБОР СЦЕНАРИЕВ ДЛЯ АНАЛИЗА ДИНАМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ 215
Реакции на часть возмущений более сходны друг с другом, чем с реакциями на другие возмущения. Объединив сходные реакции в классы, можно для детальных исследований взять по одной расчетной ситуации, соответствующей всего одной реакции из каждого класса. Кроме того (полагая, что исходный набор возмущений случаен), по количеству реакций (и соответствующих им ситуаций) в классах можно судить о том, какие типы реакции наиболее вероятны (типичны) для принятой ЭЭС и рассмотреть в первую очередь именно такие расчетные ситуации.
Однако анализ кривых переходных процессов для различных ситуаций, во-первых, снимает саму необходимость классификации сценариев (так как необходимые для получения кривых детальные расчеты сами по себе дают ответ на большинство возникающих вопросов) и, во-вторых, никак не решает проблемы увеличения числа рассматриваемых ситуаций в условиях жестких временных ограничений. Отсюда очеввдна необходимость поиска путей осуществления классификации без обращения к ресурсоемким численным расчетам.
Реакцию системы на возмущение можно описать матрицей показателей сходства или различия параметров режима (см. разд. 3.6, 3.7). На основе таких матриц может быть проведена классификация (выделение когерентных групп) генераторов (см.
разд. 3.7—3.9), результат которой — как совокупность вложенных подсистем (групп генераторов большей или меньшей когерентности) для заданной расчетной ситуации — отражает реакцию ЭЭС полнее, чем просто матрица показателей сходства или различия генераторов. Следовательно, сканировать и классифицировать лучше не соответствующие разным расчетным ситуациям матрицы, а результаты классификаций генераторов на основе этих матриц. Таким образом, классификация сценариев — это классификация реакций системы на возмущения, представленных, в свою очередь, в виде классификаций генераторов.
Набор возмущений, подлежащих детальному исследованию, должен формироваться из возмущений-представителей классов исходного большого набора, число которых, как уже было сказано, конечно, но велико.
Каждый класс объединяет сценарии, сходные между собой по реакциям системы на возмущения, и затем представляется единственным (наиболее тяжелым для системы) сценарием, "покрывающим" все остальные сценарии класса. Сократить число этих классов можно, определив критерии сходства различных типов реакций системы и объединив наиболее сходные классы друг с другом. Так, если сходство генераторов системы мы определяем как сходство их состояний или поведений, то сходство сценариев есть
216 Гл. 6. СТРУКТУР11ЫЕ НЕОДНОРОДНОСТИ В ПЕРЕХОДНЫХ РЕЖИМАХ
*Этот результат сам по себе очень интересен (и вряд ли мог быть получен без использования описываемого подхода): ослабление связи поставило систему в качественно тс же условия, что и трехфазное короткое замыкание.
сходство поведений совокупностей генераторов (т.е. поведений системы в целом) в соответствующих расчетных ситуациях.
Результаты классификации генераторов на основе матрицы показателей сходства (или различия) их поведений в переходном процессе представляют собой иерархию гнезд кластеров (групп когерентных генераторов или подсистем генераторного графа — см. разд. 3.5), которая при небольшом числе генераторов может быть визуализирована в любом из видов рис. 6.1, где а — пошаговая идентификация подсистем (штриховыми линиями обозначены сечения, римскими цифрами — число подсистем на шаге идентификации); б — то же, но число подсистем на шаге соотнесено с конкретным сечением, которое в совокупности с более слабыми (поименованными меньшей римской цифрой) сечениями образует эти подсистемы; в — ранжировка эквивалентных связей по убыванию различия поведений связываемых ими генераторов (идентификация слабых сечений); это представление, единственное из показанных здесь, содержит еще и количественные значения показателей (т.е., в наглядном виде, ту же информацию, что и матрица сходства или различия генераторов); г — дерево нисходящей классификации генераторов (от уровня разбиения /, когда все генераторы принадлежат одной подсистеме, до уровня разбиения К, когда каждый из пяти генераторов образует отдельную подсистему).
